分析 (1)對AC過程由動能定理可求得C點的速度大小;
(2)根據(jù)臨界條件可求得最高點的速度,再對全過程分析根據(jù)動能定理可求得AB間的距離;
(3)分析運動過程,根據(jù)合力的方向即可明確電場力和重力做功情況,知道當(dāng)?shù)竭_(dá)等效重力場的最低點時動能最大,則根據(jù)動能定理即可明確最大動能.
解答 解:(1)由A點到C點應(yīng)用動能定理
有Eq(AB+R)-mgR=$\frac{1}{2}$mvC2
解得vC=2 m/s.
(2)在D點,小球要安全通過必有mg≤m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
設(shè)釋放點距B點的距離為x,由動能定理得:
Eqx-mg2R=$\frac{1}{2}$mvD2
以上兩式聯(lián)立可得x≥0.5 m.
(3)AB過程電場力一直做正功,故動能增大;進(jìn)入圓軌跡時,重力和電場力的合力做功;合力方向如圖所示,合力方向與水平方向夾角tanθ=$\frac{mg}{Eq}$=$\frac{0.1×10}{1{0}^{4}×1{0}^{-4}}$=1,故夾角為45°;故到達(dá)BC弧中點時動能最大;
因此當(dāng)粒子運動到與O連線夾角為45°時,動能最大,則由動能定理可知:
Eq(AB+Rcos45°)-mg(R-Rsin45°)=Ekm
解得:Ekm=0.2$\sqrt{2}$J;
答:(1)它到達(dá)C點時的速度是2m/s
(2)若讓小球安全通過D點,開始釋放點離B點至少為0.2m;
(3)若能通過最高點,從A運動到D的過程中,小球經(jīng)過BC弧中點位置時的速度最大,最大動能為0.2$\sqrt{2}$J.
點評 對與圓周運動結(jié)合的題目,一般要用到動能定理、牛頓第二定律以及速度最大或最小的臨界條件,應(yīng)記住在復(fù)合場中速度最大即等效“最低點”是物體能夠平衡的位置,速度最。ǖ刃ё罡唿c)位置則是最低點關(guān)于圓心的對稱點.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:作圖題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 整個運動過程中回路的最大電流為$\frac{{BL\sqrt{2gh}}}{R}$ | |
B. | 整個運動過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg(H+h)-$\frac{{{m^3}{g^2}{R^2}}}{{2{B^4}{L^4}}}$ | |
C. | 整個運動過程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為mgH | |
D. | 整個運動過程中回路電流的功率為${({\frac{mg}{BL}})^2}R$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 通過R的電荷量相等 | B. | 回到出發(fā)點的速度v等于初速度v0 | ||
C. | 電阻R上產(chǎn)生的熱量相等 | D. | 所用時間相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電場力與小球重力的關(guān)系是qE=mg | B. | 電場力與小球重力的關(guān)系是qE=$\sqrt{3}$mg | ||
C. | 小球在B點時,細(xì)線拉力為FT=$\sqrt{3}$mg | D. | 小球在B點時,細(xì)線拉力為FT=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$mg |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球運動過程中機(jī)械能守恒 | |
B. | 小球在軌道最低點時速度最大 | |
C. | 小球在最低點對軌道的壓力為mg+qE | |
D. | 小球在最低點對軌道的壓力為3(mg+qE) |
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